CN103351853B - 一种高温气井水平井钻井液及包含该钻井液的完井液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温气井水平井钻井液及包含该钻井液的完井液。通过在原有聚磺水基钻井液的基础上，添加可酸溶性材料进行加重，从而作为完井液使用，该完井液的泥饼酸溶率和返排率较高，储层保护能力好。解决了后期完井测试过程中，连续抗高温稳定性较差，易出现高温降解等现象，并且严重影响后期测试结果的准确性和产能的发现，并且极易导致堵塞工具，造成事故的问题。该高温气井水平井钻井液，由基液和加重剂组成，基液包括水、增粘剂、钻井膨润土、抑制剂、封堵剂、降失水剂、润滑剂，加重剂为重晶石。该高温气井水平井完井液，由基液和加重剂组成，基液为原有钻井液，加重剂为可酸溶性材料。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探领域，尤其是一种高温气井水平井钻井液及包含该钻井液的完井液。
背景技术
钻井液是指在油气钻井过程中,以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称，俗称泥浆。而完井液则是指在钻开油气层、射孔、防砂以及各种增产措施中，用于产层的流体。
水平井钻井液按种类的不同，可以分为：水基钻井液、油基钻井液。其中，水基钻井液包括：聚合物水基钻井液、无固相钻完井液等。目前，国内大多采用聚合物水基钻井液。
由于成本限制，水平井完井液一般采用原有钻井液、无固相完井液或普通盐水。
为了满足水平井完井的需要，完井液必须满足以下要求：（1）稳定井壁及控制地层压力；（2）获取地层信息；（3）保护储层；（4）防护井下工具或套管；（5）保持长期性能稳定。
四川盆地海相碳酸盐岩气藏水平井具有超深、高温、高含硫化氢的特点。目前，在四川盆地海相碳酸盐岩气藏水平井完井过程中，普遍采用原有聚磺水基钻井液，通过在原有聚磺水基钻井液的基础上，添加重晶石粉进行加重，从而作为完井液使用，即：通过添加重晶石粉到原有聚磺水基钻井液中，形成完井液。该完井液的泥饼酸溶率和返排率较低，储层保护能力较差，并且在后期完井测试过程中，连续抗高温稳定性较差，易出现高温降解等现象。上述缺点严重影响了后期测试结果的准确性和产能的发现，并且极易导致堵塞工具，造成事故。目前，也有采用无固相完井液进行试气测试施工，无固相完井液具有低腐蚀、无固相、不沉降、与地层流体配伍性好等优点，但其价格较高，且存在高温高压失水大等缺点，目前并没有得到有效推广。
发明内容
本发明的发明目的在于，通过在原有聚磺水基钻井液的基础上，添加可酸溶性材料进行加重，从而作为完井液使用，该完井液的泥饼酸溶率和返排率较高，储层保护能力较好。并且在后期完井测试过程中，连续抗高温稳定性较好，不易出现高温降解或者堵塞工具，造成事故的问题。本发明提供一种高温气井水平井钻井液及包含该钻井液的完井液，该钻井液以及包含该钻井液的完井液，在储层保护、抗高温稳定性等方面，能够克服前述现有技术的缺陷，对于保护储层、减少复杂情况的发生、降低成本，具有重要意义。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种高温气井水平井钻井液，由基液和加重剂组成，所述基液包括水、增粘剂、钻井膨润土、抑制剂、封堵剂、降失水剂、润滑剂，所述加重剂为重晶石；
各组分的质量份数比如下：100份水，0.2-0.5份增粘剂，3-7份钻井膨润土，3-5份抑制剂，2-3份封堵剂，3-5份降失水剂，5-8份润滑剂，0-100份重晶石；
所述增粘剂为FA367；
所述抑制剂为无机盐；
所述降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：2-4：0.5-2组成。
所述降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：3：1组成。
各组分的质量分数比如下：100份水，0.4份增粘剂，5份钻井膨润土， 5份抑制剂，2份封堵剂，5份降失水剂，5份润滑剂，0-100份重晶石；所述降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：3：1组成。
所述封堵剂为沥青封堵剂。
所述润滑剂为矿物油类润滑剂。
所述无机盐为能提供钾离子的无机盐。
所述无机盐为氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、碳酸钾中的一种或多种。
所述无机盐为氯化钾。
包含前述钻井液的完井液，包括如下重量份数比的组分：100份高温气井水平井钻井液、3-5份水、0.3-0.5份钻井膨润土、1-3份聚阴离子纤维素、1-2份沥青封堵剂、20-50份RQS。
所述聚阴离子纤维素为PAC-LV。
本发明的钻井液和完井液的密度范围为1.00-1.60g/cm3，可用于碳酸盐岩地层水平井完井。
本发明的钻井液，由基液和加重剂组成，基液包括水、增粘剂、钻井膨润土、抑制剂、封堵剂、降失水剂、润滑剂，加重剂为重晶石。其中，各组分的质量份数比如下，水：增粘剂：钻井膨润土：抑制剂：封堵剂：降失水剂：润滑剂：重晶石=100：0.2-0.5：3-7：3-5：2-3：3-5：5-8：0-100。增粘剂为钻井液用两性离子聚合物强包被剂FA367，抑制剂为无机盐，加重剂重晶石购买自四川仁智油田技术服务股份有限公司。
作为优选，封堵剂采用沥青封堵剂，润滑剂为矿物油类润滑剂。降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：2-4：0.5-2组成，作为优选，降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：3：1组成。PAC-LV为聚阴离子纤维素，SPNH、DR-8为酚醛树脂类，通过三者的相互配合，得降失水剂。
本发明制备的高温气井水平井钻井液的密度范围为1.00-1.60g/cm3，能够用于碳酸盐岩地层水平井钻完井。其中，当不添加加重剂时，所制备的钻井液的密度为1.00g/cm3。
同时，本发明还提供包含前述钻井液的完井液，该完井液包括如下重量份数比的组分：100份高温气井水平井钻井液、3-5份水、0.3-0.5份钻井膨润土、1-3份聚阴离子纤维素、1-2份沥青封堵剂、20-50份RQS。其中，聚阴离子纤维素为PAC-LV。同时，本发明采用的加重剂RQS，其0.075mm筛余量小于加重剂RQS自身重量的3.0%，具有高比表面积和高酸溶性。
通过实验对比证明，本发明制备的高温气井水平井完井液具有如下优点：（1）泥饼酸溶性高；（2）返排率高；（3）与地层流体配伍性好；（4）长期高温稳定性好；（5）制备完井液时，成本增加较少；（6）能够有效减少排放量。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为实施例1-4的测定结果图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明实施中所采用的钻井膨润土购买自潍坊华潍膨润土集团股份有限公司，代号为NV-1；增粘剂FA367购买自四川光亚聚合物化工有限公司；抑制剂氯化钾、硫酸钾、硝酸钾购买自成都方正化工有限公司；封堵剂选用沥青封堵剂，购买自乌鲁木齐晟路油田化学材料有限公司，代号为FGL；PAC-LV购买自泸州北方化学工业有限公司；SPNH购买自成都川峰化学工程有限责任公司；DR-8购买自山东滨州德润化工有限公司；润滑剂选用矿物油类润滑剂，购买自四川仁智油田技术服务股份有限公司，代号为RH-1；加重剂RQS购买自四川仁智油田技术服务股份有限公司；加重剂BaSO4购买自四川仁智油田技术服务股份有限公司。
实施例1 钻井液室内配方，1.30g/cm3
分别称取100kg水、5 kg钻井膨润土NV-1、0.4kg增粘剂FA367、1kg PAC-LV、3kg SPNH、1kg DR-8、5kg氯化钾、2kg FGL、5kg RH-1、0.5kg NaOH，再向其中加入BaSO4（即重晶石），混合均匀，使得到的钻井液的密度为1.30g/cm3。
实施例2 完井液室内配方，1.30g/cm3
取100千克实施例1制备的钻井液、5千克水、0.3千克 NV-1、2千克 PAC-LV、1千克FGL 、2.9千克 RQS，混合均匀，得完井液。该完井液的密度为1.30g/cm3。
实施例3 钻井液室内配方，1.60g/cm3
分别称取100kg水、5 kg钻井膨润土NV-1、0.4kg增粘剂FA367、1kg PAC-LV、3kg SPNH、1kg DR-8、5kg氯化钾、2kg FGL、5kg RH-1、0.5kg NaOH，再向其中加入BaSO4（即重晶石），混合均匀，使得到的钻井液的密度为1.60g/cm3。
实施例4 完井液室内配方，1.60g/cm3
取100千克实施例2制备的钻井液、4千克水、0.3千克 NV-1、2千克 PAC-LV、1千克FGL 、5.9千克 RQS，混合均匀，得完井液。该完井液的密度为1.60g/cm3。
对实施例1-4制备的产品进行性能评价，如图1所示。
其中，沉降稳定性实验条件如下：160℃连续静止老化，测试上下层密度差。
泥饼酸溶率实验条件：采用高温高压失水（160℃）滤饼，然后在105℃下干燥2h，再用质量分数为15%盐酸溶液浸泡30分钟后，在105℃下干燥2h，称取质量差。
返排率实验条件：采用川东北海相长兴组上部天然岩心，孔隙度为3-8%，渗透率为0.5-3×10-3μm2，返排时间2h，返排压差3MPa。
从图1中可以看出，实施例1采用普通重晶石进行加重的钻井液，50d沉降稳定性大幅增加，为0.09 g/cm3，同时泥饼酸溶率为17%，岩心返排率仅为61%。
实施例2为实施例1转换而成的完井液，具有较好的高温稳定性，50d沉降密度差仅为0.02 g/cm3，同时泥饼酸溶率为32%，岩心返排率大于80%。
实施例3为密度1.60g/cm3的钻井液，经过50d的静恒温老化，密度差为0.20g/cm3。
实施例4为密度实施例11转换而成的完井液，经过50d的静恒温老化，密度差仅为0.03g/cm3。
从实施例1-4的实验结果可以看出，本发明的钻井液转换成完井液后，其沉降稳定性得到较大的改善，泥饼酸溶率和返排率也有一定幅度的提高，同时充分利用了原有钻井液，减少了污染排放。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种高温气井水平井钻井液，由基液和加重剂组成，其特征在于，所述基液包括水、增粘剂、钻井膨润土、抑制剂、封堵剂、降失水剂、润滑剂，所述加重剂为重晶石；
各组分的质量份数比如下：100份水，0.2-0.5份增粘剂，3-7份钻井膨润土，3-5份抑制剂，2-3份封堵剂，3-5份降失水剂，5-8份润滑剂；
所述增粘剂为FA367；
所述抑制剂为无机盐；
所述降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：2-4：0.5-2组成；
所述钻井液的密度为1.0~1.6g/cm3。
2.根据权利要求1所述的高温气井水平井钻井液，其特征在于，所述降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：3：1组成。
3.根据权利要求1所述的高温气井水平井钻井液，其特征在于，各组分的质量分数比如下：100份水，0.4份增粘剂，5份钻井膨润土， 5份抑制剂，2份封堵剂，5份降失水剂，5份润滑剂；
所述降失水剂由PAC-LV、SPNH、DR-8按质量比1：3：1组成。
4.根据权利要求1-3任一所述的高温气井水平井钻井液，其特征在于，所述封堵剂为沥青封堵剂。
5.根据权利要求1-3任一所述的高温气井水平井钻井液，其特征在于，所述润滑剂为矿物油类润滑剂。
6.根据权利要求1-3任一所述的高温气井水平井钻井液，其特征在于，所述无机盐为能提供钾离子的无机盐。
7.根据权利要求6所述的高温气井水平井钻井液，其特征在于，所述无机盐为氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、碳酸钾中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的高温气井水平井钻井液，其特征在于，所述无机盐为氯化钾。
9.包含权利要求1-8任一项所述钻井液的完井液，包括如下重量份数比的组分：100份高温气井水平井钻井液、3-5份水、0.3-0.5份钻井膨润土、1-3份聚阴离子纤维素、1-2份沥青封堵剂、20-50份RQS。
10.根据权利要求9所述的完井液，其特征在于，所述聚阴离子纤维素为PAC-LV。
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